Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται

Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται Facebook Twitter
Με σκοπό την τεκμηρίωση της εγκυρότητας/αξιοπιστίας αυτής της θεώρησης αλγεβρικών τοπολογιών πολλαπλών διαστάσεων, οι ερευνητές προέβησαν σε εργαστηριακά πειράματα πραγματικού εγκεφαλικού ιστού, εξαχθέντος από ποντίκια-μοντέλα.
0

Συχνά σχολιάζεται ότι ο εγκέφαλος είναι η πιο περίπλοκη/μυστήρια δομή του γνωστού σύμπαντος, και, πράγματι, αυτός ο αφορισμός δε θα ήταν υπερβολή.

Παρά την εξαιρετική πρόοδο που σημειώνει η έρευνα στις Νευρεπιστήμες, υπάρχουν ακόμη καλά κρυπτόμενοι μηχανισμοί που διαφεύγουν την κατανόηση μας, ιδίως, όταν επιχειρούμε μία υψηλότερου επιπέδου κατανόηση της ανθρώπινης αντίληψης.

Τα μαθηματικά ήταν πάντοτε ο καλύτερος σύμμαχος στην ανάπτυξη επιστημονικών θεωριών/υποθέσεων, όπως και στον μετέπειτα ελέγχο τους, οπότε δε συνιστά καμία έκπληξη όταν το κυνήγι του "κρυμμένου θησαυρού" μας φέρνει προ περίπλοκων μαθηματικών εξισώσεων και μοντέλων.

Αυτή τη φορά, επιστήμονες του ερευνητικού Ινστιτούτου Εγκέφαλος-Νους, της Ομοσπονδιακής Πολυτεχνικής Σχολής της Λωζάννης, στη Γενεύη, της Ελβετίας, καταθέτουν μία νέα προσέγγιση στα πρακτικά της υπάρχουσας βιβλιογραφίας, διατυπώνοντας την υπόθεση -και τεκμηριώνοντας την- ότι ο εγκέφαλος επιστρατεύει πολυ-διάστατες νευρικές δομές, με σκοπό την επίτευξη της ορθής επεξεργασίας/ολοκλήρωσης της πληροφορίας.

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτές οι δομές, στην πραγματικότητα, δεν υφίστανται σε περισσότερες από τρεις διαστάσεις του χώρου, όπως τον αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινότητα μας. Είναι απλώς μαθηματικές έννοιες που επιτρέπουν μια νέα, ικανή και διορατική κατανόηση των σύνθετων δομών οργάνωσης που ενυπάρχουν στον εγκέφαλο.

Συγκεκριμένα, οι ερευνητές κατέγραψαν ταυτόχρονα την ηλεκτροφυσιολογική δραστηριότητα πολλών νευρικών κυττάρων, και προχώρησαν σε μοντελοποίηση των δεδομένων με την αρωγή πανίσχυρων υπολογιστικών συστημάτων. Με αυτή τη μέθοδο κατάφεραν να διαπιστώσουν την ύπαρξη μοτίβων νευρωνικής συνδεσιμότητας, που μπορούν να περιγραφούν μόνο από αλγεβρικές τοπολογίες πολλαπλών διαστάσεων.

Με απλούστερα λόγια, ένα νευρικό κύτταρο, αναλόγως των δεδομένων αναγκών επεξεργασίας της πληροφορίας, μπορεί να συμμετάσχει σε περισσότερα από ένα δίκτυα, τα οποία συνιστούν διαφορετικά υποσύνολα οργάνωσης/συνδεσμολογίας ενός ορισμένου αριθμού συγκεκριμένων κυττάρων. Όσο αυξάνεται αυτός ο αριθμός, αυξάνονται και οι διαστάσεις που δύνανται να ερμηνεύσουν την υποκείμενη ηλεκτροφυσιολογική αναμετάδοση/επεξεργασία του σήματος/πληροφορίας.

Ο εγκέφαλος και τα νευρωνικά του δίκτυα, ένα πολυδιάστατο σύμπαν που ακόμη χαρτογραφείται Facebook Twitter

Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι αυτές οι δομές, στην πραγματικότητα, δεν υφίστανται σε περισσότερες από τρεις διαστάσεις του χώρου, όπως τον αντιλαμβανόμαστε στην καθημερινότητα μας. Είναι απλώς μαθηματικές έννοιες που επιτρέπουν μια νέα, ικανή και διορατική κατανόηση των σύνθετων δομών οργάνωσης που ενυπάρχουν στον εγκέφαλο.

Δίχως αυτή την προσέγγιση, η ηλεκτροφυσιολογική δραστηριότητα που παρατηρείται στον εγκέφαλο μοιάζει εντελώς τυχαία. Και προφανώς, ένα τυχαίο μοτίβο επεξεργασίας της πληροφορίας ποτέ δε θα ανέδυε τις αξιοθαύμαστες αντιληπτικές ικανότητες της πιο περίπλοκης γνωστής μηχανής του σύμπαντος.

Με σκοπό την τεκμηρίωση της εγκυρότητας/αξιοπιστίας αυτής της θεώρησης αλγεβρικών τοπολογιών πολλαπλών διαστάσεων, οι ερευνητές προέβησαν σε εργαστηριακά πειράματα πραγματικού εγκεφαλικού ιστού, εξαχθέντος από ποντίκια-μοντέλα (τι τραβάνε τα καημένα). Τα αποτελέσματα, πράγματι, επιβεβαίωσαν την εγκυρότητα της (εκφαινόμενη ως προβλεπτική αξία μοντέλου) και δημοσίευσαν τη δουλειά τους στην επιστημονική επιθεώρηση Frontiers in Computational Neuroscience.

Πλέον, η ερευνητική ομάδα από την Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάνης αισιοδοξεί ότι η εφαρμογή του νέου μοντέλου/πλαισίου ερμηνείας θα συνεισφέρει στην λεπτομερέστερη και πιο διορατική κατανόηση των μηχανισμών της μνήμης, της μάθησης και γενικότερα της νόησης, τους οποίους η νευροεπιστημονική κοινότητα δεν έχει ακόμη αποκρυπτογραφήσει πλήρως.

Follow me on Facebook

Τech & Science
0

ΣΧΕΤΙΚΑ ΑΡΘΡΑ

ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ

ΗΠΑ: Ομάδα φοιτητών εκτόξευσε «ερασιτεχνικό» πύραυλο πιο ψηλά από ποτέ

Τech & Science / Φοιτητές Ελληνοαμερικανού κοσμήτορα μηχανικής εκτόξευσαν «ερασιτεχνικό» πύραυλο πιο ψηλά από ποτέ

Η επιτυχία έχει και ελληνικό χρώμα, καθώς ο διακεκριμένος Ελληνοαμερικανός επιστήμονας, Γιάννης Γιόρτσος είναι Κοσμήτορας της σχολής μηχανικής του Πανεπιστημίου της Νότιας Καλιφόρνιας, στην οποία σπουδάζουν οι φοιτητές που έσπασαν το ρεκόρ
LIFO NEWSROOM
Τεχνητή νοημοσύνη με συνείδηση; Ναι, μέχρι το 2035 - Οι φόβοι για κοινωνική ρήξη

Τech & Science / Τεχνητή νοημοσύνη με συνείδηση; Ναι μέχρι το 2035 - Οι φόβοι για κοινωνική ρήξη

Η προοπτική για συστήματα τεχνητής νοημοσύνης με δικά τους συμφέροντα και ηθική αξία «δεν είναι πλέον ένα θέμα μόνο για την επιστημονική φαντασία ή το μακρινό μέλλον» λένε οι επιστήμονες
LIFO NEWSROOM
Τα φάρμακα «μπλοκμπάστερ» για την απώλεια βάρους αποκαλύπτουν όσα ακόμη δεν κατανοούμε για την παχυσαρκία

Τech & Science / Η παχυσαρκία είναι ασθένεια: Τι δείχνει πολυετής έρευνα στα νέα φάρμακα για την απώλεια βάρους

Πώς λειτουργούν τα GLP-1 φάρμακα - Η αμφιλεγόμενη χρήση, οι παρενέργειες, το υψηλό κόστος και η διαπίστωση πως οι περισσότεροι σταματούν έπειτα από 12 εβδομάδες
LIFO NEWSROOM
Open Business: Η νέα πλατφόρμα κάνει την ίδρυση επιχειρήσεων διαδικτυακή και πιο εύκολη από ποτέ

Τech & Science / Open Business: Η νέα πλατφόρμα κάνει την ίδρυση επιχειρήσεων διαδικτυακή και πιο εύκολη από ποτέ

Μέσα στους επόμενους μήνες αναμένεται να ξεκινήσει η λειτουργία της Open Business, της νέας ηλεκτρονικής πλατφόρμας για την αδειοδότηση των επιχειρήσεων που «ανοίγει παράθυρο στο μέλλον»
LIFO NEWSROOM